Pharmacological and biochemical studies on the protective effects of melatonin during stress-induced behavioral and immunological changes in relation to oxidative stress in rats.

MELATONIN; PHYSIOLOGICAL stress; OXIDATIVE stress; IMMUNOLOGY; FREE radicals; CYTOKINES; PHARMACOLOGY; BIOCHEMICAL research; THERAPEUTICS

Stress is known to precipitate neuropsychiatric diseases, and depending upon its nature and intensity it can also influence the functioning of the immune system. Melatonin ( N-acetyl-5-methoxy tryptamine) a pineal gland hormone and potent antioxidant is known to protect against many diseases. Effect of melatonin in stress-induced neuro-immunomodulation is not well elucidated. Therefore in the present study, the protective effects of melatonin were evaluated in restraint stress (RS)-induced behavioral and immunological changes in rats. RS for 1 h significantly reduces ( i) percentage of open-arm entries and ( ii) percentage of time spent on open-arm in elevated plus maze (EPM) test parameters ( p < 0.01) and significant increase in MDA levels in brain homogenate when compared to non-RS control groups ( p < 0.05). In immunological studies, both humoral and cell-mediated immune responses to antigen were significantly suppressed by RS for 1 h for 5 consecutive days, as evidenced by significant reduction in ( i) anti-SRBC antibody titre, ( ii) PFC counts, ( iii) percentage change in paw volume, and ( iv) Th1 (IFN-γ) and Th2 (IL-4) cytokine levels ( p < 0.001 in all parameters). These RS-induced immunological changes were associated with significantly increased lipid peroxidation (MDA) levels in serum and significantly decreased activity of ( i) SOD, ( ii) CAT, and ( iii) GSH levels in RS (X5)-exposed group ( p < 0.02). Pretreatment with melatonin (10, 50, and 100 mg/kg) significantly reversed these RS-induced changes in EPM test parameters and humoral and cell-mediated immunological parameters, as well as oxidative stress markers in a dose-dependent manner by differential degrees ( p < 0.001). Results are strongly suggestive of the involvement of free radicals during stress-induced neurobehavioral and immunological changes. These changes were significantly restored by melatonin pretreatment. We can conclude that melatonin may have a protective role during such stress-induced neuro-immunomodulation. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

On sait qu'un état de stress hâte l'apparition de maladies neuropsychiatriques et que, selon sa nature et son intensité, il peut aussi influencer le fonctionnement du système immunitaire. Par ailleurs, on sait que la mélatonine ( N-acétyl-5-méthoxytryptamine), hormone de la glande pinéale et puissant antioxydant, offre une protection contre de nombreuses maladies. Cependant, l'effet de la mélatonine sur la modulation neuro-immunitaire induite par le stress n'a pas été complètement élucidé. Par conséquent, dans le cadre de la présente étude, nous avons évalué les effets protecteurs de la mélatonine sur les variations du comportement et de la réponse immunitaire dans un modèle d'état de stress induit par la contention (SC) chez le rat. Un SC d'une heure a nettement diminué a) le pourcentage d'entrées dans les bras ouverts et b) le pourcentage de temps passé dans les bras ouverts pour les paramètres du test de labyrinthe en croix surélevé (LCS) [ p < 0,01] et a nettement augmenté les taux de malondialdéhyde (MDA) dans les homogénats de cerveau par rapport aux groupes témoins - sans SC ( p < 0,05). Dans les études sur l'immunité, les réponses humorales comme cellulaires à l'antigène étaient nettement atténuées par le SC d'une heure pendant 5 jours consécutifs comme en témoignent d'importantes diminutions (a) des titres d'anticorps anti globules rouges de mouton, (b) du nombre de cellules formant des plages, (c) du pourcentage de variation du volume des pattes et (d) des taux de cytokines Th1 (IFN-γ) et Th2 (IL-4) [ p < 0,001 pour tous les paramètres]. Ces variations de la réponse immunitaire induites par le SC étaient associées à une augmentation marquée des taux sériques de peroxydation lipidique (MDA) et à une diminution importante de l'activité (a) de la SOD, (b) de la CAT et (c) des taux de GSH dans le groupe exposé au SC (X 5) [ p < 0,02]. À des degrés variables, le prétraitement par la mélatonine (à 10, 50 et 100 mg/kg) permettait de renverser de façon notable les variations des paramètres du test de LCS induites par le SC et celles des paramètres des réponses immunitaires humorales et cellulaires ainsi que des marqueurs du stress oxydatif, et ce, de manière proportionnelle à la dose ( p < 0,001). Les résultats laissent clairement entendre que les radicaux libres joueraient un rôle important en ce qui a trait aux variations neurocomportementales et immunitaires induites par le stress. Par ailleurs, le prétraitement par la mélatonine permettait d'atténuer de façon appréciable ces variations. Nous sommes donc en mesure de conclure que la mélatonine pourrait jouer un rôle protecteur contre une telle modulation neuro-immunitaire induite par le stress. [Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR]

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